鋁型材酸蝕表面預處理技術的應用1

1、工藝簡介    

　　近年來，鋁合金亞光型材生產(chǎn)和銷售量越來越大，市場占有率在80%以上。目前亞光型材生產(chǎn)普遍使用堿蝕方法，鋁溶損在3%-5%之間，造成巨大資源浪費，而且大大增加了環(huán)保治理難度，加重了企業(yè)的“三廢”處理負擔。酸蝕技術是針對堿蝕方法的不足而研制開發(fā)的，在原理上完全有別于堿蝕亞光砂面處理。工藝主要采用了獨特的使鋁型材表面產(chǎn)生高度均勻的、高密度分子點腐蝕，通過改善型材表面凹凸處的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而達到平整表面和消除冶金工藝造成的表面缺陷的效果(如能消除擠壓痕、掩蓋焊合線、緩和粗大晶粒等缺陷)，使鋁型材表面平整細膩，金屬光澤柔和，大大提高了鋁型材的表面質(zhì)量。采用酸蝕亞光工藝，鋁溶損在0.5%-0.8%之間，使生產(chǎn)成本降低到傳統(tǒng)亞光工藝的二分之一以下，生產(chǎn)效率又有大幅度的增加，具有很大的實用和經(jīng)濟價值。  

　　2、酸蝕機理。酸蝕是在特定條件下的化學浸蝕。鋁型材接觸蝕液，在很短時間內(nèi)迅速反應生成絡合物，反應方程如下：    3F- Al-AlF3   6F- Al3 -Al.F63-    AlF63- Al2O3.3H2O-Al3(OH)3F6 3OH-    生成的絡合物且具有一定的粘度，容易附著于鋁基體表面，形成一種保護膜。擠壓型材一般都有許多輕微的模痕，在高倍顯微鏡下觀察呈峰狀，粘附于鋁基體的保護膜在凹處較厚，凸處較薄，薄處接觸酸蝕液的幾率較大，能繼續(xù)較快地進行溶解反應;厚處受到粘附物的屏蔽而使?jié)庖悍磻俣确怕?，由于凹凸部位溶解速度的不同，從而達到平整表面、消除擠壓痕的(砂面)亞光效果。緩解粗晶和焊合線與酸蝕的特定性能有直接關系，在鋁型材生產(chǎn)中，粗晶和焊合線與模具、擠壓工藝及鑄棒均勻化有很大關系，氧化預處理時，堿蝕程度越深，粗晶和焊合線就越嚴重。由于酸蝕速度快，時間短，在還未出現(xiàn)嚴重粗晶和焊合線的情況下，反應就已結(jié)束，因此酸蝕工藝能有效緩解粗晶和焊合線。

　　酸蝕添加劑在酸蝕工藝中主要作用有以下幾個方面：

　　(1)緩蝕作用：由于F-與自然氧化膜及鋁基體反應速度很快，且反應劇烈，容易出現(xiàn)粗晶和焊合線等表面質(zhì)量缺陷。為了既能保持一定反應速度，又不至于造成質(zhì)量缺陷，添加葡萄酸鈉、檸檬酸鈉、甘油等有機化合物來抑制酸蝕反應速度，從而達到緩蝕效果。

　　(2)整平作用：擠壓型材有許多輕微的模痕，在高倍鏡下觀察呈山峰一般，加入磷酸三鈉、硅藻土、多元醇等化合物，可使型材模痕谷底受到保護，尖峰磨平，從而達到整平效果。(3)促進作用：加入促進劑可使酸蝕添加劑充分擴散到槽液中去，且有效進入被絡合物覆蓋的鋁基體表面內(nèi)層，使反應得以繼續(xù)進行，以免造成型材腐蝕不勻。

　　(4)表面活性劑作用;加入十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等表面活性劑可進一步增強除油能力，以及在槽液表面產(chǎn)生一層泡沫，抑制熱量損失及槽液揮發(fā)，更重要作用是增加槽液穩(wěn)定性，這是因為帶負電荷的表面活性劑能吸附在微粒周圍，使微粒產(chǎn)生靜電反力，從而使微粒能很好地懸浮在槽液中不易沉淀。

　　(5)金屬離子作用：加入Cu2 、Ag 等金屬離子可防止過腐蝕，使砂面效果更細膩、均勻、砂面清晰。

鋁型材酸蝕表面預處理技術的應用2

3、試驗  

　　3.1試驗目的  

　　通過對鋁型材進行酸蝕、堿蝕工藝試驗，比較兩種工藝獲得的型材表面質(zhì)量以及生產(chǎn)過程中溶鋁量的大小。    

　　3.2試驗材料。取同一批次、同一型號尺寸的幕墻型材作為試驗材料。幕墻型材特別是幾何尺寸大、壁厚較厚的型材，很容易在傳統(tǒng)堿蝕后出現(xiàn)粗晶和焊合線等缺陷，做酸蝕、堿蝕工藝試驗對比，具有一定代表性。  

　　3.3試驗內(nèi)容  

　　3.3.1堿蝕工藝試驗。取兩件試樣在堿蝕液中進行堿蝕處理，其它工序按常規(guī)氧化工藝操作。  

　　3.3.2酸蝕工藝試驗。取兩件試樣在酸蝕液中進行

酸蝕處理。型材經(jīng)過酸蝕、水洗后在堿液中堿洗1min，其它工序按常規(guī)氧化工藝操作。    

　　3.4試驗結(jié)果及分析。觀察堿蝕工藝制得的1#、2#樣件表面狀態(tài)。1#樣件表面砂面細微，有輕微擠壓痕，粗晶和焊合線不明顯;2#樣件表面砂面清晰，看不到擠壓痕，但有輕微粗晶及焊合線暴露。表明隨著堿蝕時間的增長，型材表面擠壓痕被蝕平，砂面更細致、均勻，但容易暴露出粗晶及焊合線等缺陷。觀察酸蝕工藝制得的3#、4#樣件表面狀態(tài)。兩個樣件表面質(zhì)量相差無幾，都表現(xiàn)為砂面細膩、柔和，基本看不到擠壓痕、粗晶及焊合線的存在。表明酸蝕工藝能使型材在幾分鐘內(nèi)獲得質(zhì)量好的砂面狀態(tài)，擠壓痕被消除，能有效遮蓋焊合線，緩解粗晶現(xiàn)象，而且隨著酸蝕時間的增長，型材表面不容易產(chǎn)生過腐蝕。測量1#、2#樣件氧化前壁厚為3.0mm，氧化后1#樣件測得壁厚為2.96mm，壁厚損失0.04mm;2#樣件測得壁厚為2.92mm，壁厚損失0.08mm.表明堿蝕時間的增長，型材腐蝕量增大，生產(chǎn)砂面亞光型材，堿蝕溶鋁量在3%以上。測量3#、4#樣件氧化前壁厚為3.0mm，氧化后3#樣件測得壁厚不少于2.99mm，壁厚損失不超過0.01mm;4#樣件測得壁厚為2.99mm，壁厚損失不超過0.01mm.表明酸蝕時間的增長，型材溶鋁量增加很少，生產(chǎn)砂面亞光型材，酸蝕溶鋁量在0.5%以上。  

　　3.5試驗結(jié)論。從以上試驗結(jié)果及分析中可以得出結(jié)論：鋁型材氧化表面處理采用酸蝕工藝是可行的。比較堿蝕而言，亞光砂面型材經(jīng)酸蝕外理后鋁材損耗量大大降低，而且型材表面質(zhì)量得以提高，預處理時間縮短，生產(chǎn)效率提升，綜合成本下降。

　　4、生產(chǎn)應用  

　　4.1工藝流程    脫脂-水洗-酸蝕-水洗-堿洗-水洗-水洗-中和-水洗-常規(guī)陽極氧化(酸蝕時要循環(huán)過濾)    鋁型材經(jīng)脫脂和水漂洗后進入酸蝕工序。酸蝕并經(jīng)水漂洗后再堿洗30s-1min，以去除表面粘附的絡合物。水洗、中和后按正常氧化工序完成陽極氧化(著色)及封孔處理。    濾裝置，能有效保證槽液的除渣效果。有的廠家循環(huán)過濾裝置只是一臺板框壓濾機，隨著濾渣的增多，槽液循環(huán)流量不夠，造成除渣不良，影響槽液的使用。  

　　4.3常見故障及對策

　　(1)表面有點狀斑。型材表面出現(xiàn)局部點狀斑，說明槽液排渣不良，酸蝕槽有鋁渣，需改進槽液出液法，加大鋁渣回收量。  

　　(2)表面無光澤。生產(chǎn)出來的型材表面粗糙無光，說明酸蝕添加劑中的促進劑含量不足，需補充促進劑含量。  

　　(3)表面有機械紋。生產(chǎn)出來的型材表面有機械紋，說明酸蝕時間不夠，或槽液中酸蝕添加劑含量偏低，需補充銨或添加劑含量。  

　　(4)表面過腐蝕。型材表面出現(xiàn)過腐蝕，說明酸蝕時間太長，或酸蝕添加劑中的緩蝕劑及金屬離子含量不足，需調(diào)整酸蝕時間，補充槽液中酸蝕添加劑含量。

　　5、結(jié)束語。酸蝕表面預處理技術的應用，收到良好的表面質(zhì)量效果和可觀的經(jīng)濟效益。在提高產(chǎn)品表面質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，為化、集約化生產(chǎn)開辟新的途徑。

汽車鋁型材汽車結(jié)構(gòu)件基本信息

鋁合金在汽車上的應用優(yōu)勢：

(1)汽車輕量化，節(jié)能降耗，有利環(huán)保；

(2)汽車鋁合金零部件回收再利用率高。鋁合金熔點低，便于重熔回收，目前回收率不低于90%；

(3)安全舒適，鋁合金汽車是在不降低汽車容量的情況下減輕汽車自重，車身降低，汽車行駛更穩(wěn)定、舒適。由于鋁合金汽車輕便，質(zhì)量小，故碰撞時的能量相對于鋼體汽車小了許多。此外，由于鋁合金材料性能及車身結(jié)構(gòu)，能充分吸收撞擊時的能量，故而更加安全。

(4)減少工序，提高裝配效率。鋁合金汽車整體構(gòu)架焊點少，減少了加工工序，鋁合金整體車身比鋼體焊接車身約輕35%，并且無需防銹處理，只有25%~35%的部分需要電焊，因而可大幅度提高汽車的裝配速度。

(5)提高燃油效率，加大載重能力，鋁合金在汽車上的應用可大大降低車身的重量，相同的燃油，鋁合金汽車比普通鋼體汽車形式的路程要遠，提高了燃油效率。此外，減重的同時等于提高了汽車的載重量，可增大汽車的運輸效率，降低運輸成本

工業(yè)鋁材出產(chǎn)具有的價格優(yōu)勢

鋁材作為一種可塑性非常好的金屬，在工業(yè)出產(chǎn)的各個方面都有著重要運用。并且鋁型材具有以下特征。

     現(xiàn)在工業(yè)鋁型材價格在歐美的門窗料出產(chǎn)廠家中很遍及，運用工業(yè)鋁型材價格到達抱負意圖的概念現(xiàn)已被廣泛承受。即便在塑鋼門窗工業(yè)中，帶隔熱規(guī)劃的鋁合金門也被用于塑鋼范疇?；蛟S有人會問，為什么要用工業(yè)鋁型材？因為工業(yè)鋁型材價格有如下優(yōu)勢：

　　1. 樹立工業(yè)鋁型材擠料出產(chǎn)線，技能不復雜且出資不高，在中國，現(xiàn)已有多條擠料出產(chǎn)線。

　　2. 工業(yè)鋁型材可在短時間內(nèi)規(guī)劃并擠出，一個好的鋁合金模具只需要7-10天就可投產(chǎn)。

　　3. 工業(yè)鋁型材價格模具不貴，平均每個鋁合金公司模具2500到8000元之間。

　　4. 工業(yè)鋁型材模具易于加工，大多數(shù)的鋁合金公司都有很好的規(guī)劃經(jīng)歷。